特表 2022-537030 コンパクトな調節弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-08-23

(54)【発明の名称】コンパクトな調節弁

(51)【国際特許分類】

   H02K 7/116 20060101AFI20220816BHJP

   H02K 11/215 20160101ALI20220816BHJP

   H02K 21/14 20060101ALI20220816BHJP

   H02K 7/06 20060101ALI20220816BHJP

【ＦＩ】

H02K7/116

H02K11/215

H02K21/14 M

H02K7/06 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021574926

(86)(22)【出願日】2020-06-19

(85)【翻訳文提出日】2022-02-16

(86)【国際出願番号】 FR2020051072

(87)【国際公開番号】W WO2020254772

(87)【国際公開日】2020-12-24

(31)【優先権主張番号】1906660

(32)【優先日】2019-06-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】501377391

【氏名又は名称】ムービング マグネット テクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】ビイェ，リオネル

【テーマコード（参考）】

5H607

5H611

5H621

【Ｆターム（参考）】

5H607AA00

5H607BB07

5H607BB14

5H607CC03

5H607EE32

5H607EE52

5H607FF00

5H607GG00

5H607HH01

5H607HH09

5H611AA01

5H611BB01

5H611BB06

5H611PP07

5H611QQ03

5H611RR02

5H611UA04

5H621GA00

5H621GA16

(57)【要約】

本発明は、流体の循環を調節するための弁であって、可動制御部材を備える弁本体と、ステータおよびロータを備える電気アクチュエータと、当該弁本体から前記ステータの内側まで延在するシーリングカバーと、を有し、前記シーリングカバーは、前記ロータが前記カバーの内側にあり、かつ前記流体内に浸漬されるように、前記ロータと前記ステータとの間の中間面に配置されており、前記ステータは、前記流体から隔離されており、前記ロータは、第１の軸の周りを回転し、前記ロータは、前記第１の軸に沿って延在するシャフトに固定されており、前記可動制御部材は、第２の軸に沿って直線状に運動するか、または前記第２の軸の周りを回転する、流体の循環を調節するための弁において、前記シャフトは、前記可動制御部材を駆動する歯車とともに、非交差軸または交差軸を有する歯車対を形成する端部を有することを特徴とする、流体の循環を調節するための弁に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体循環調節弁であって、
可動制御部材（３５、３３）を備える弁本体（２）と、
ステータ（６）およびロータ（１１）を備える電気アクチュエータ（１）と、
当該弁本体（２）から前記ステータ（６）の内側まで延在するシーリングカバー（１６）と、
を有し、
前記シーリングカバー（１６）は、前記ロータ（１１）が前記シーリングカバー（１６）の内側にあり、かつ前記流体内に浸漬されるように、前記ロータ（１１）と前記ステータ（６）との間の中間面に配置されており、
前記ステータ（６）は、前記流体から隔離されており、
前記ロータ（１１）は、第１の軸（３）の周りを回転し、
前記ロータ（１１）は、前記第１の軸（３）に沿って延在するシャフト（１２）に固定されており、
前記可動制御部材（３５、３３）は、第２の軸（４）に沿って直線状に運動するか、または前記第２の軸（４）の周りを回転する、流体循環調節弁において、
前記シャフト（１２）は、前記可動制御部材（３５、３３）を駆動する歯車（３４）とともに、非交差軸または交差軸を有する歯車対を形成する端部（１５）を有する、
ということを特徴とする、流体循環調節弁。

【請求項2】

前記可動制御部材は、直線状に運動するニードル（３５）であることを特徴とする、請求項１に記載の流体循環調節弁。

【請求項3】

前記ニードル（３５）の前記第２の軸（４）は、前記ロータ（１１）の前記第１の軸（３）に直交し、
前記端部（１５）は、ねじ切りされており、
前記端部（１５）は、前記第２の軸（４）の周りを回転する歯車（３４）を駆動する、
ということを特徴とする、請求項２に記載の流体循環調節弁。

【請求項4】

前記端部（１５）は、歯付きであり、かつ前記歯車（３４）を駆動し、その結果、傘歯車対を形成することを特徴とする、請求項２に記載の流体循環調節弁。

【請求項5】

前記歯車（３４）は、ハブ（３６）を回転させ、
前記ハブ（３６）は、ねじ（２２）に固定されており、
静止ナット（２３）は、前記ハブ（３６）の上流に配置されており、前記歯車（３４）が回転している間に前記ハブ（３６）が螺旋状に運動するよう強制し、
前記ハブ（３６）は、前記ニードル（３５）との接触状態にある、
ということを特徴とする、請求項３に記載の流体循環調節弁。

【請求項6】

前記ハブ（３６）は、前記ニードル（３５）を支承する球形端部（２８）を有し、
圧縮ばね（３７）は、前記ニードル（３５）と前記ハブ（３６）との間の一定の接触を維持する、
ということを特徴とする、請求項５に記載の流体循環調節弁。

【請求項7】

前記接触は、スライドするものであり、前記ニードル（３５）の回転部品を省くものであることを特徴とする、請求項６に記載の流体循環調節弁。

【請求項8】

前記可動制御部材（３３、３５）の前記第２の軸（４）および前記ロータ（１１）の前記第１の回転軸（３）は、前記第１および第２の軸（３、４）に直交する複数の平面が互いに直交しないようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の流体循環調節弁。

【請求項9】

前記可動制御部材は、前記第２の軸（４）の周りを回転するプラグ（３３）の形態であることを特徴とする、請求項１に記載の流体循環調節弁。

【請求項10】

前記ロータ（１１）のための回転センサを有し、
当該センサは、前記カバー（１６）の外側のプリント回路（１８）に固定された感磁プローブ（１９）と、前記カバー（１６）の内側の前記ロータ（１１）に固定され、前記磁場を発生させる少なくとも１つの磁気要素（２０）と、からなる、
ということを特徴とする、請求項１に記載の流体循環調節弁。

【請求項11】

前記ニードル（３５）のための直線位置センサを有し、
当該センサは、感磁プローブ（１９）と、前記可動制御部材（３４）に固定され前記磁場を発生させる少なくとも１つの磁気要素（２０）と、からなる、
ということを特徴とする、請求項１に記載の流体循環調節弁。

【請求項12】

前記電気アクチュエータ（１）の前記ステータ（６）は、１８０°未満の角度セクタ内において寄せ集められた３つのみのコイルを有することを特徴とする、請求項１に記載の流体循環調節弁。

【請求項13】

前記カバー（１６）は、前記電気アクチュエータ（１）内に配置された金属カバーであることを特徴とする、請求項１に記載の流体循環調節弁。

【請求項14】

前記カバー（１６）は、前記アクチュエータ（１）の前記ステータ（６）を取り囲むプラスチック壁であることを特徴とする、請求項１に記載の流体循環調節弁。

【請求項15】

前記可動制御部材（３５、３３）は、前記第２の軸（４）の周りを回転し、
前記シャフト（１２）は、その両端部に配置された２つのみの軸受（１０１、１０２）によって案内される、
ということを特徴とする、請求項１に記載の流体循環調節弁。

【請求項16】

前記弁本体（２）は、複数の内部可動要素を収容する２つのキャビティ（１２０、１３０）を備え、
前記２つのキャビティ（１２０、１３０）は、一方が前記軸（３）に沿い他方が前記軸（４）に沿った、２つの回転機械加工プロセスにおいて生み出され、
前記２つのキャビティは、異なる直径の円筒状断面を備えることが可能である、
ということを特徴とする、請求項１に記載の流体循環調節弁。

【請求項17】

前記ステータ（６）および前記電子回路基板（１８）は、前記ケーシング（９）に取り付けられ得、
その全体は、いったん制御された環境における全ての作業が完了すると、シールされた前記弁ブロック（２）に固定され得る、
ということを特徴とする、請求項１に記載の流体循環調節弁。

【請求項18】

前記回転プラグ（３３）または前記ニードル（３５）の前記シート（２１）を形成する部分は、熱輸送流体の前記複数の接続要素（２６）を受け入れるように意図されたハウジングを有することを特徴とする、請求項１に記載の流体循環調節弁。

【請求項19】

空調回路用の膨張装置であって、
可動制御部材（３５、３３）を備える弁本体（２）と、
ステータ（６）およびロータ（１１）を備える電気アクチュエータ（１）と、
当該弁本体（２）から前記ステータ（６）の内側まで延在するシーリングカバー（１６）と、
を有し、
前記シーリングカバー（１６）は、前記ロータ（１１）が前記シーリングカバー（１６）の内側にあり、かつ前記流体内に浸漬されるように、前記ロータ（１１）と前記ステータ（６）との間の中間面に配置されており、
前記ステータ（６）は、前記流体から隔離されており、
前記ロータ（１１）は、第１の軸（３）の周りを回転し、
前記ロータ（１１）は、前記第１の軸（３）に沿って延在するシャフト（１２）に固定されており、
前記可動制御部材（３５、３３）は、第２の軸（４）に沿って直線状に運動するか、または前記第２の軸（４）の周りを回転する、空調回路用の膨張装置において、
前記シャフト（１２）は、前記可動制御部材（３５、３３）を駆動する歯車（３４）とともに、非交差軸または交差軸を有する歯車対を形成する端部（１５）を有する、
ということを特徴とする、空調回路用の膨張装置。

【請求項20】

バッテリ冷却用の膨張装置であって、
可動制御部材（３５、３３）を備える弁本体（２）と、
ステータ（６）およびロータ（１１）を備える電気アクチュエータ（１）と、
当該弁本体（２）から前記ステータ（６）の内側まで延在するシーリングカバー（１６）と、
を有し、
前記シーリングカバー（１６）は、前記ロータ（１１）が前記シーリングカバー（１６）の内側にあり、かつ前記流体内に浸漬されるように、前記ロータ（１１）と前記ステータ（６）との間の中間面に配置されており、
前記ステータ（６）は、前記流体から隔離されており、
前記ロータ（１１）は、第１の軸（３）の周りを回転し、
前記ロータ（１１）は、前記第１の軸（３）に沿って延在するシャフト（１２）に固定されており、
前記可動制御部材（３５、３３）は、第２の軸（４）に沿って直線状に運動するか、または前記第２の軸（４）の周りを回転する、バッテリ冷却用の膨張装置において、
前記シャフト（１２）は、前記可動制御部材（３５、３３）を駆動する歯車（３４）とともに、非交差軸または交差軸を有する歯車対を形成する端部（１５）を有する、
ということを特徴とする、バッテリ冷却用の膨張装置。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【0001】

［発明の技術分野］
本発明は、液体か気体かのいずれかである流体の循環を制御（調節）することを意図した、コンパクトな調節弁に関する。当該コンパクトな調節弁は、例えば、ブラシレス電気モータによって弁が作動する、空調回路のための膨張装置としての調節弁である。

【0002】

本発明は、好ましくは、空調またはバッテリ冷却回路のための流量調節弁の分野のためのものであるが、ただし、これに限定されるものではない。これらのシステムの際立った特徴は、熱輸送流体をシールされた回路内に保つ必要性である。持続可能な作動を可能にしながらこのシールを確実にする、一般に実施されるソリューション（解決手段）は、ブラシレス電気モータまたはソレノイドの、流体に浸漬されていない静止部分、一般にはモータのステータであるが、それを流体回路内を運動する可動要素から分離することである。この分離は、シールされた非磁気要素によって行われる。すると、冷却回路のシールを損なうことなく、流量を調節することが可能である。これらの制御（調節）システムは、非常にコンパクトでかつエネルギー効率がよいことが必要があり、また、流体回路のさまざまな機械的構成に対する高度の制御（調節）精度および適合性を有する必要がある。

【0003】

さらに、これらの弁を使用する状況では、制御（調節）装置は、３００Ｎを超える力、または、４００Ｎさえ超える力を発生させる必要がある。ニードルが、１５ＭＰａを超え得る圧力下において、大きな断面積（典型的には２５ｍｍ^２を超える）を有し得るからである。

【0004】

［従来技術］
ニードルを使用する調節弁においてかかる力を達成するために、モータに対して平行であるが当該モータと共点ではない線に沿ってねじを回転させる平歯車の形態の減速装置によってニードルに接続されたモータを使用する歯車モータを開示する文献ＥＰ２７２５２６７が、従来技術において知られている。したがって、螺旋運動の直線成分は、ニードルを直線状に運動させるために使用される。このソリューションは、特に軸方向にコンパクトではなく、モータが浸漬された流体から電線を絶縁することによって静的にシールされる必要のあるモータを使用する。これは製造するのが複雑である。

【0005】

よりコンパクトな歯車モータを提案する、シーリングカバー内に軸方向フラックスモータロータおよび遊星歯車列の形態の機械的運動減速装置を組み込んだ、文献ＵＳ２００６０１８０７８０も知られている。減速装置は、モータのロータ内に収容されて、ある程度のコンパクトさが確保されており、また、以前の文献と比較して、シールされたモータ接続の使用を避け、ロータおよび減速装置歯車列を包囲するカバーによるシーリングが実装されている。

【0006】

［従来技術の問題］
しかしながら、この以前のソリューションでは、モータの寸法決めは減速装置列のそれと本質的に結びついており、モータロータの内部で一般的に利用可能な体積の小ささは、運動減速装置のための部品が小さくなければならないということを意味する。これは、製造上の制約および非常に高い部品公差をもたらし、その結果、ソリューションが不経済になり、また摩耗にもつながる。加えて、モータおよび減速装置の寸法決めに関するこの問題は、減速比の可変性の低さ、そして究極的には達成し得る力の可変性の低さを意味する。これは、硬直的で柔軟性のない寸法決めをもたらす。結果としての大きな軸方向サイズも、存在するさまざまな機械要素の積み重ねのために、比較的大きい。このサイズは、システムの要件に常に適合するとは限らない。さらに、位置センサの組み込みが意図されている場合、この軸方向のバルク（大きさ）はより大きくなり、また、より問題のあるものとなる。最後に、相変化する流体の体積の微細な計量に基づく空調システムの分野では、流体およびこの流体を輸送するネットワークの高度の清浄さが求められる。システム内部の通路を塞ぐか、通路の完全な閉鎖を妨げるか、または通路を改変し得る微粒子は、存在しないか、少数の制御された数かつ制御された直径でのみ存在するかのどちらかである、ということが、製造の点から極めて重要である。また、冷却システム（空調、バッテリ等）の性能および信頼性を保証し、環境を汚染しないためには、システムの耐用期間の間に流体の漏れがないことを保証することが、極めて重要である。それゆえ、これらのシステムは、通常、完全に汚染およびタイトネス（tightness）が制御（管理）された環境において製造されるが、これは追加のコストを発生させる。

【0007】

［発明の開示］
本発明は、従来技術のものよりも、より軸方向にコンパクトであり、寸法に関してより柔軟であり、より効率的であり、また、より信頼性があり、そして大量生産のコストを最適化するアクチュエータを生み出すことによって、従来技術の欠点を克服することを目的とする。

【0008】

特に、このように、本発明は、小さな力（典型的には２０Ｎ）およびより大きな力（典型的には４００Ｎ）の両方を、従来技術によって提示されたものよりもコンパクトな軸方向サイズで発生させるように構成され得る、柔軟でコンパクトなソリューションを提供することを、意図している。

【0009】

この目的のために、本発明は、コネクタのシーリングおよび動的シーリングを回避する単純なシーリングカバーを維持しながら、大きな減速比（典型的には１：１０～１：４０の範囲）という利点を有し、かつ高い度合いの軸方向のコンパクトさを生み出せるように、非交差軸または交差軸を有する歯車対を使用することを提案する。例として、考慮される歯車は、以下のものである：ウォーム歯車対、傘歯車対、ハイポイド歯車対。流体調節弁への応用において広く使用されている平行歯車対は、上述のように、高い減速比が達成されることを可能としないか、またはかなりのバルクまたは複雑さの増大を伴いつつ高い減速比が達成されることを可能とする。

【0010】

さらに、本発明は、制御された環境における組み立てを、厳密に必要なもの、すなわち電気モータに連結されたステータ部品ではなく、流体を輸送する部品に限ることを可能とする。電子部品およびステータのすべての磁気部品は、汚染制御（管理）区域の外で機械的に製造されて組み立てられ得る、すなわち、技術（方法）の限定がない。すべての案内およびシールがこれらのサブアセンブリによって生み出されるため、減速および運動変換要素、停止（抑制）装置、ならびに流体通路は、弁本体の外部で組み立てられおよび試験され得、次いで、最終的な位置に挿入される。ステータ部は、冷媒流体回路の完全な組み立ておよび試験の後に組み立てられ得る。後者は冷媒流体に対してシールを有しない。

【0011】

より具体的には、本発明は、流体循環調節弁であって、可動制御部材を備える弁本体と、ステータおよびロータを備える電気アクチュエータと、当該弁本体から前記ステータの内側まで延在するシーリングカバーと、を有し、前記シーリングカバーは、前記ロータが前記シーリングカバーの内側にあり、かつ前記流体内に浸漬されるように、前記ロータと前記ステータとの間の中間面に配置されており、前記ロータは、第１の軸の周りを回転し、前記ロータは、前記第１の軸に沿って延在するシャフトに固定されており、前記可動制御部材は、第２の軸に沿って直線状に運動するか、または前記第２の軸の周りを回転する、流体循環調節弁において、前記シャフトは、前記可動制御部材を駆動する歯車とともに、非交差軸または交差軸を有する歯車対を形成する端部を有することを特徴とする、流体循環調節弁に関する。

【0012】

本発明はまた、単独でまたは技術的に考えられる任意の組み合わせにおいて採用される、以下の特徴を有する装置に関する：
－前記可動制御部材は、直線状に運動するニードルである。

【0013】

－前記ニードルの前記第２の軸は、前記ロータの前記第１の軸に直交し、前記端部は、ねじ切りされており、前記端部は、前記第２の軸の周りを回転する歯車を駆動する。

【0014】

－前記端部は、歯付きであり、かつ前記歯車を駆動し、その結果、傘歯車対を形成する。

【0015】

－前記歯車は、ハブを回転させ、前記ハブは、ねじに固定されており、静止ナットは、前記ハブの上流に配置されており、前記歯車が回転している間に前記ハブが螺旋状に運動するよう強制し、前記ハブは、前記ニードルとの接触状態にある。

【0016】

－前記ハブは、前記ニードルを支承する球形端部を有し、圧縮ばねは、前記ニードルと前記ハブとの間の一定の接触を維持する。

【0017】

－前記接触は、スライドするものであり、前記ニードルの回転部品を省くものである。

【0018】

－前記第２の軸および前記第２の軸は、前記複数の軸に直交する複数の平面が互いに直交しないようになっている。

【0019】

－前記可動制御部材は、前記第２の軸の周りを回転するプラグの形態である。

【0020】

－当該弁は、前記ロータのための回転センサを有し、当該センサは、前記カバーの外側のプリント回路に固定された感磁プローブと、前記カバーの内側の前記ロータに固定され、前記磁場を発生させる少なくとも１つの磁気要素と、からなる。

【0021】

－当該弁は、当該ニードルのための直線位置センサを有し、当該センサは、感磁プローブと、前記可動制御部材に固定され前記磁場を発生させる少なくとも１つの磁気要素と、からなる。

【0022】

－前記電気アクチュエータの前記ステータは、１８０°未満の角度セクタ内において寄せ集められた３つのみのコイルを有する。

【0023】

－前記カバーは、当該電気アクチュエータ内に配置された金属カバーである。

【0024】

－前記カバーは、当該アクチュエータの当該ステータを取り囲むプラスチック壁である。この材料は、オーバーモールド材料であってもなくてもよい。

【0025】

－前記可動制御部材は、前記第２の軸の周りを回転し、前記シャフトは、その両端部に配置された２つのみの軸受によって案内される。

【0026】

－前記弁本体は、複数の可動要素を収容する２つのキャビティを備え、前記複数のキャビティは、２つの別個の軸に沿った２つの回転機械加工プロセスにおいて生み出され、前記２つのキャビティは、異なる直径の円筒状断面を有することが可能である。

【0027】

－前記ステータおよび当該電子回路基板は、当該ケーシングに取り付けられ得、その全体は、いったん制御された環境における全ての操作が完了すると、シールされた当該弁ブロックに固定され得る。

【0028】

本発明はまた、空調回路用またはバッテリ冷却用の膨張装置であって、可動制御部材を備える弁本体と、ステータおよびロータを備える電気アクチュエータと、当該弁本体から前記ステータの内側まで延在するシーリングカバーと、を有し、前記シーリングカバーは、前記ロータが前記シーリングカバーの内側にあり、かつ前記流体内に浸漬されるように、前記ロータと前記ステータとの間の中間面に配置されており、前記ステータは、前記流体から隔離されており、前記ロータは、第１の軸の周りを回転し、前記ロータは、前記第１の軸に沿って延在するシャフトに固定されており、前記可動制御部材は、第２の軸に沿って直線状に運動するか、または前記第２の軸の周りを回転する、膨張装置において、前記シャフトは、前記可動制御部材を駆動する歯車とともに、非交差軸または交差軸を有する歯車対を形成する端部を有することを特徴とする、膨張装置に関する。

【0029】

［図面の簡単な説明］
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な実施形態を読むことによって、明らかになるだろう：
図１は、本発明の第１の実施形態における、本発明による弁の斜視図である；
図２は、キャップのない図１の装置の平面図である；
図３は、図１の装置の横断面図である；
図４は、ニードルが流体の循環を可能にする状態における、図１の装置の縦断面図である；
図５は、ニードルが回路を閉じた状態における、図１の装置の縦断面図および分離図である；
図６は、ニードル運動センサが結合された、装置の縦断面図である；
図７は、図１の装置の斜視図および一部の部品であり、弁本体が見えない状態にあって、そのため、運動の変換を見ることができる；
図８は、使用されるアクチュエータが軸方向フラックスアクチュエータである、代替実施形態の斜視図である；
図９は、回転流量調節装置の一変形例である；
図１０は、傘歯車対による代替的な減速を備える、別の変形例である；
図１１は、アクチュエータおよびニードルの軸が非直交かつ非平行である減速を備える、一変形例である；
図１２は、シーリングカバーがアクチュエータのステータを取り囲む材料の壁によって生み出される、一変形例である；
図１３は、平坦な電気アクチュエータを実装する一変形例である。

【0030】

［実施形態の詳細な説明］
図１は、電気作動アセンブリおよび機械アセンブリを連結した、熱輸送流体のための循環経路をつくり出す、本発明による弁の第１の実施形態の等角図である。より具体的には、弁は、回転軸（３）の周りを回転するロータによって、ねじ山を有する機械的シャフト（ここでは見えない）を回転させる、電気アクチュエータ（１）からなる。アクチュエータ（１）は、熱輸送流体の通路チャネル（２５）を備える弁本体（２）に固定され、その流量はニードルによって操作される。弁のニードル（ここでは図示せず）、およびロータに連結された機械的シャフト以外の減速装置の要素は、軸（３）に対して平行でない軸（４）に沿って位置している。電気アクチュエータ（１）は、上部にキャップ（２４）を有し、弁本体（２）に固定されている。このように、ここに提示されたソリューションは、先行技術文献のものよりも、ニードルの軸（４）に沿ってよりコンパクトである。

【0031】

図２は、キャップのない第１の実施形態の平面図である。これは、本発明内において通常用いられる、半径方向磁束を有する電気アクチュエータ（１）を見ることを可能にする。この電気アクチュエータ（１）は、１つの可能な非限定例にすぎない。それは、歯を形成する成層鉄心により形成されたステータ（６）、電気コイル（８）を有する。ここでは、互いに機械的角度（mechanical degree）が６０である３つのコイルが、前記歯の一部の上に配置されている。ステータの特定の形状は、ここでは、１８０°未満の角度セクタのほぼ内側に延在するコイルを有し、弁本体（２）上の電気アクチュエータ（１）の全体的な設置面積を増加させることなく、アクチュエータの対称面から遠隔にロータが配置されることを可能にする。コイルの角度方向の配置自由度は、電気アクチュエータ（１）の単純な向き、特にそのコネクタ（５）の単純な向きを、それが組み込まれたシステム全体の必要にしたがって、可能にする。電気アクチュエータ（１）は、前記アクチュエータが中に配置されるハウジングまたはオーバーモールドされたプラスチック材料であり得るケーシング（９）によって、包囲されている。キャップ（２４）のないこの図では、アクチュエータ（１）のロータ（見えない）が内部に配置された、シーリングカバー（１６）を見ることが可能である。この要素は、制御対象の流体内に浸漬される。このカバーの外側には、ステータ（６）およびコイル（８）があり、流体から隔離されている。破線で示すように、ニードルの軸（４）は、ロータの軸（３）と直交している。これら２つの軸（３、４）は、この例では、交差していない。

【0032】

図３は、この第１の実施形態による弁の横断面である。弁本体（２）は、流体の入口および出口の循環チャネル（２５）を有する。電気アクチュエータ（１）のロータ（１１）は、シャフト（１２）と、この特定の実施形態において、ステータ（６）の電気コイル（８）によって生成されるフラックスと磁気的に相互作用する永久磁石（１４）の支持部を形成する、成形部品（１３）と、からなる。成形部品（１３）は、ねじ山付き端部（１５）を有するが、これは、ウォーム歯車対型の機械的減速装置の一部である。ロータ（１１）は、ねじ山付き端部（１５）を介して、歯車（３４）の歯の数をねじ山の数で割ったものに比例する比率にしたがって、軸（４）の周りを回転する歯車（３４）を回転させる。ねじ山付き端部（１５）はまた、シャフト（１２）上に設けられ得、ねじ山付き端部（１５）は、変形例では、成形部品（１３）によってのみ生み出されるわけではない。歯車（３４）は、２つの平坦部分を有する断面を有するハブ（３６）を駆動する。これらの平坦部分は、その形状および数において決して限定的ではない。これらの平坦部分は、歯車（３４）の中心に対応する嵌合形状（２９）との機械的相互作用において、ハブ（３６）が回転されることを可能にする。

【0033】

圧縮ばね（１７）は、ロータ（１１）の上方に位置し、ロータを軸方向に位置決めすること、および、軸方向の圧力を加えられた状態にロータ（１１）を保つことを可能とする。それは、機械的遊びを詰めるプレロードを発生させる。これは、アクチュエータが電気的供給をたとえ有していなくても、前記ロータ（１１）が所定の位置に留まることを可能とし、また、ばねのスラストによって誘起される摩擦トルクを導入することによって、振動の下でロータ（１１）が揺動するのを防止する。ロータに連結された磁気要素（磁性要素）（２０）は、プリント回路（１８）によって担持された感磁プローブ（１９）によって測定され得る磁場を発生させ、その結果、ロータ（１１）の任意の制御されたまたは制御されていない運動をモニターすることを可能にする。プリント回路（１８）および感磁プローブ（１９）は、流体から離れて、カバー（１６）の外側に配置されている。

【0034】

図３は、本発明の利点を示している。それは、ロータの直径よりもわずかに大きい直径を有し、減速装置の要素のサイズによって寸法決めされないカバーの使用を可能にする。小さな直径のこのカバーは、大きな直径のカバーよりも、高い圧力の場合に所与の厚さにおいて、より良い機械的強度を有するであろう。さらに、Ｏリング型の静止シール（２７）は、圧縮流体が装置の外部に漏れるのを防ぐ。当該静止シール（２７）は、図３に示されている。本発明にはモータの接続部のシーリングまたは動的シールが必要とされないことに留意されたい。

【0035】

この実施形態では、シャフト（１２）は、案内（１０１、１０２）によって、その両端部において十分に案内される。この配置構成は、中央案内を有することなしに、運動減速装置の要素へのロータ（１１）の接続を容易にする。この実施形態は、大量生産に特に適している。

【0036】

最後に、図３は、限られた数の回転機械加工プロセスを使用して複数の内部可動要素を収容することを達成することが可能であるという、弁本体の生産の特定の単純性を示す。図３に示す実施形態では、内部のサブアセンブリを収容するキャビティを得るために、弁本体において、２つのみの回転機械加工プロセスが行われる。例えば、軸（３）に沿った第１の回転機械加工プロセスは、ロータ（６）およびそのシーリングカバーを含むサブアセンブリを収容する、円筒状内部キャビティ（１２０）を得ることを可能にする。後者の円筒状内部キャビティ（１２０）は、異なる直径の断面（１２１、１２２）を有し得るが、単一の作業（操作）において生み出され得る。同様に、軸（４）に沿った第２の機械加工プロセスは、流量制御装置および運動減速装置の他の要素を含む第２のサブアセンブリを収容する、内部円筒状キャビティ（１３０）を得ることを可能にする。前記サブアセンブリ（１２０、１３０）は、好ましくは弁本体の形状と相補的な回転対称形状を有し、最終的な弁システム内に取り付ける間に必要とされる角度方向割出しまたは線形割出しが、それゆえ低減される。

【0037】

図４は、この第１の実施形態による弁の一断面である。弁本体（２）は、熱輸送流体のための入口および出口チャネル（２５）を有する。流体の通過は、電気アクチュエータ（１）によって操作される、ニードル（３５）の端部の軸（４）に沿ったポジショニングによって操作される。その結果、このニードル端部（３５）は、ニードルシート（座部）（２１）に近づけられるか、または遠ざけられる。ねじ（２２）は、２つの平坦部分を有するハブ（３６）の助けを借りて歯車（３４）によって回転され、当該ねじ（２２）は、弁本体（２）に連結され軸（４）上において歯車（３４）の上流に配置された静止ナット（２３）の噛み合いねじ山部分に当接することによって軸方向運動（４）を生み出す。ハブ（３６）は、ニードル（３５）を支承している。図示の場合には、ただし非限定的な態様において、支承は、相補的な形状のハブ（３６）の端部における球形形状（２８）によってつくりだされて、種々の要素の中心距離の不足に対する感度を低減する。ばね（３７）は、ニードル（３５）に力が加わっていなくても、ハブ（３６）が前記ニードル（３５）と接触することを確実にする。ニードルを案内する部分内に設けられたチャネル（流路）（見えない）は、流体の通過を可能にする。ニードル（３５）のシート（２１）を形成する部分は、熱輸送流体の複数の接続要素（２６）を受け入れることを意図したハウジングを有し得、その結果、弁本体（２）において必要とされる機械加工工程の数を最小化し得る。静止シール（２７ａ、２７ｂ）は、シールを提供する。

【0038】

感磁プローブ（１９）は、カバー（１６）の上方、キャップ（２４）の下方に位置するプリント回路（１８）によって担持されている。このプリント回路（１８）はまた、多相電気モータを制御するために必要な電子部品およびアクチュエータ（１）のコイル（８）への接続点を担持する。

【0039】

図５はこの同じ装置を示すが、ニードル（３５）は閉じた位置にある。底部の円内の分離図は、駆動ゾーンの拡大図である。当該図は、歯車（３４）によって回転されるハブ（３６）であって、ねじ（２２）によって強制される螺旋運動によって前記歯車の内側で直線状にスライドするハブ（３６）を見ることを可能にしている。それはまた、ニードル（３５）を支承する球形形状（２８）をより良く見ることを可能にする。これは、球形形状（２８）がニードル（３５）のヘッド上において回転的にスライドすることを可能にすることによって、ニードル（３５）において直線運動のみを保持することを可能にする。

【0040】

図６は、この同じ装置を示すが、ニードル（３５）は開いた位置にある。この装置には、磁気要素（３１）が加えられており、これは、感磁プローブ（３２）を備える支持部（３０）がニードル（３５）の直線位置を受け入れることを可能にする。上述のロータに対向する検出ソリューションと比較して、この構成は、機械的運動変換システムに内在する（固有の）機械的遊びを克服し、ニードル（３５）の実際の位置を決定することを可能にする。

【0041】

図７は、この第１の実施形態の等角図であり、弁本体が見えない状態にある。この図により、ロータ（１１）に連結されたシャフト（１２）のねじ山付き端部（１５）と、ニードル（３５）に連結された歯車（３４）とを有する減速装置部分を、より詳細に見ることができる。この図には、弁本体（図示せず）に取り付けられた３つのサブアセンブリも示されている。第１のサブアセンブリ（１１０）は、流体の流量を制限する要素を含む、複数の可動要素を含む。第２のサブアセンブリ（１１１）は、シーリングカバーに取り付けられたロータを含む、複数の可動要素を含む。前記複数のサブアセンブリ（１１０、１１１）は、弁本体の２つの回転機械加工プロセスに相補的な円筒形状を有し、これは、アセンブリが簡素化されること、そして、シールされた弁が得られることを可能にする。加えて、前記複数のサブアセンブリ（１１０、１１１）は、弁本体とは独立して組み立てられて試験され得、この構成は、汚染が管理（制御）された環境における取扱いを有利に加速する。第３のサブアセンブリ（１１２）は、ステータ（６）と、例えば接続部および電子回路基板（１８）等のステータを制御するために使用される要素と、ケーシングまたはオーバーモールド（図示せず）とを含み、管理（制御）されていない環境において、前記シールされた弁に取り付けられ得る。このアセンブリには、コストのかかる追加のシーリング作業が必要とされない。

【0042】

図８は、電気アクチュエータが円筒形状を特徴とする軸方向フラックスアクチュエータであり、電気コイル（８）がアクチュエータの軸（３）と同心である、第２の変形例を示す。この図は、形状または種類における限定なしに種々の電気モータトポロジー（接続形態）を用いる本発明によって許される可変性（バリエーション）を示している。それゆえ、本明細書で与えられる２つの例は、決して限定的なものではない。

【0043】

図９は、ハブ（３６）に固定された回転プラグ（３３）によって流体の流量を調節するためのソリューションを示す。出口の数は１つに限定されない。上述のねじ－ナットシステムの代わりに、滑らかな軸受（２３’）による単純な案内が、ハブ（３６）の上流において行われる。並進運動のない、ハブの単純な回転が、この例では必要である。回転プラグ（３３）のシート（２１）を形成する部分は、熱輸送流体の複数の接続要素（２６）を受け入れることを意図したハウジングを有し得、その結果、弁本体（２）において必要とされる機械加工工程の数を最小化し得る。

【0044】

図１０は、傘歯車対による代替的な減速を示す。シャフトの端部（１５）は歯付きの円錐形状を有し、円錐形歯車（３４）と噛み合っており、その回転軸は、ニードル（３５）の軸（４）である。軸は、交差していても、交差していなくてもよい。

【0045】

図１１は歯車の別の代替的な構成を示すが、前記歯車は、ウォーム歯車対型であり、ロータ（１１）の回転軸（３）およびニードルの運動軸（４）は、前記複数の軸（３、４）に直交する複数の平面が互いに直交しないようになっている。この実施形態は特に、上述の利点を保持しつつ、減速比に対してバルクを適合させることを可能にする。この実施形態の利点はまた、成形された歯車（３４）を作り出すことが、それが直立しているがために可能であることである。

【0046】

図１２は、プラスチックで作られたカバー（１６）であって、アクチュエータケーシングの延長部であるカバー（１６）を用いた変形例を示す。すなわち、それはステータ（６）を取り囲み外部との境界面を形成する部品である。プラスチック材料は射出成形材料、ステータ（６）であり得る。それにもかかわらず、プラスチックカバーを使用するこのソリューションは、他の図面に示される金属カバーについて許容される圧力抵抗よりも圧力抵抗がより低いために、制御（調節）対象の流体の圧力がより低い場合のために留保される。

【0047】

図１３は、平坦または箱形状であるアクチュエータ（１）を使用する、代替実施形態を示す。電気モータのステータ（６）は平坦であり、ケーシング（９）の底部に取り付けられている。ロータ（見えない）はシャフトに固定されている。その端部（１５）は、歯車（３４）から上流に延びるねじ（２２）によって案内される歯車（３４）と共に、ねじ－ナット型変換を形成する。ロータおよび歯車（３４）は、シーリングカバー（１６）の内側にある。その形状は、このねじ－ナット型変換に適合されている。歯車（３４）は、例えば、図７に見られ得るのと同様の方法で制御（調節）部材（見えない）を駆動するねじによって、下流に延ばされている。

【0048】

本明細書に提示される例の全てにおいて、流体は、減速装置ゾーンを通過しても、通過しなくてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0049】

【図1】本発明の第１の実施形態における、本発明による弁の斜視図である。

【図2】キャップのない図１の装置の平面図である。

【図3】図１の装置の横断面図である。

【図4】ニードルが流体の循環を可能にする状態における、図１の装置の縦断面図である。

【図5】ニードルが回路を閉じた状態における、図１の装置の縦断面図および分離図である。

【図6】ニードル運動センサが結合された、装置の縦断面図であ。

【図7】図１の装置の斜視図および一部の部品であり、弁本体が見えない状態にあって、そのため、運動の変換を見ることができる。

【図8】使用されるアクチュエータが軸方向フラックスアクチュエータである、代替実施形態の斜視図である。

【図9】回転流量調節装置の一変形例である。

【図10】傘歯車対による代替的な減速を備える、別の変形例である。

【図11】アクチュエータおよびニードルの軸が非直交かつ非平行である減速を備える、一変形例である。

【図12】シーリングカバーがアクチュエータのステータを取り囲む材料の壁によって生み出される、一変形例である。

【図13】平坦な電気アクチュエータを実装する一変形例である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【国際調査報告】